Thread by @lmescu

9. taxi. Muchos #MoscaGen deben su nombre al fenotipo que producen en las alas. Al fin y al cabo, son, junto a los ojos, los órganos más grandes y expuestos, donde es más fácil ver diferencias con el silvestre. taxi es uno de ellos.

Me parece que para contar las causas es necesario explicar un poco cómo se “hacen” esas alas. Desde muy pronto se empiezan a formar. Son un trocito de tejido epitelial que se llama disco imaginal de ala. Más tarde, dentro de la pupa ocurrirá la metamorfosis (yo hice esta peli).

En la larva, estos discos imaginales están compuestos por células epiteliales muy empaquetadas en una superficie bastante plana (A). Durante la metamorfosis sufrirán cambios de forma muy grandes que darán una estructura tridimensional (C).

De cada disco imaginal de ala surge medio tórax, o hemitorax, y un ala. Al final de la metamorfosis las dos mitades de tórax se fusionarán para dar el tórax adulto. La fusión es perfecta, si todo va bien.

Volvemos al ala. El ala trasparente del adulto realmente se ha formado por dos capas de células (dorsal y ventral en la figura). El epitelio del disco imaginal se pliega sobre si mismo (B) y una capa se coloca enfrente de otra de forma coordinada y precisa (C, en la figura)

Al final de la metamorfosis las células de esas dos capas se aplanan y endurecen (también mueren en el proceso...). Se pegan las unas a las otras y forman el ala adulta, fina y trasparente. Las estructuras de ambas capas coinciden perfectamente como se puede ver en las venas.

Durante la metamorfosis del ala pasan más cosas. Se forman tanto la "bisagra" que la une al torax, como los músculos que serán los encargados del movimiento para el vuelo.

Todos estos procesos deben estar muy bien regulados o estas estructuras no se conectarán correctamente.

En las moscas silvestres en reposo las alas se disponen una sobre otra y ambas sobre la parte posterior. En el mutante taxi las alas aparecen con un ángulo de 75 grados con respecto al tórax. Además la superficie dorsal y ventral no están bien superpuestas. #MoscaGen

Estas moscas no pueden volar. Se desplazan con las alas abiertas como un avión en la pista de despegue. De ahí pienso que viene el nombre de "taxi" (en 1911 se empezó a usar el verbo taxi para describir esta maniobra).

Taxi es una proteína que entra en el núcleo de la célula y regula la expresión de una familia de proteínas llamadas integrinas, que son moléculas de adhesión muy importantes para la correcta formación de muchos órganos.

Sin Taxi las integrinas no se expresan adecuadamente.

Las integrinas (en naranja en la figura) están en la membrana de las células y posibilitan que éstas se adhieran a las estructuras de su entorno (otras células o la matriz de proteínas que están fuera de las células y que dan sostén).

En la mosca son necesarias (entre otras muchas cosas) para la formación de los músculos, su correcta conexión con el ala y para que las dos capas de células que forman el ala se adhieran correctamente. Todo esto explica los problemas que aparecen en el mutante taxi.

Las integrinas son esenciales para el correcto desarrollo humano. Mutaciones en estos genes están relacionadas con muchas enfermedades congénitas (que aparecen desde el nacimiento), entre ellas, patologías neuromusculares. #MoscaGen

10. amontillado. El #MoscaGen de hoy es el primero del tema #literatura, algo muy popular en twitter… y aún mas entre divulgadores:

Repetimos, hay 2 tipos de divulgadores: los que han escrito un libro y los que lo van a escribir. (@raquelsastrecom pasó ayer de un tipo a otro).

Bueno, voy a lo mío. El gen amontillado debe su nombre a un relato de Edgard Allan Poe. Ahora voy a contar qué le pasa al mutante amontillado, pero no diré la relación con el relato hasta el último tuit, ¡ahí habrá spoiler! #MoscaGen

En Drosophila, el ciclo completo desde embrión a adulto dura diez días. Pasa por varios estadios larvarios y llega a la pupa donde está cinco días haciendo la metamorfosis. Cuando se completa, sale el adulto.

¿Cómo se regula el paso de una fase a otra? Con hormonas del desarrollo que se expresan justo en los momentos adecuados. Y es que en las moscas, pasa algo parecido a lo que nos pasa en la pubertad donde las hormonas toman el control (hace tanto tiempo de esooo).

Amontillado es una proteína capaz de “cortar” otras proteínas. De esta forma es capaz de procesar una prohormona par activarla en un momento preciso y sea funcional. Esta correcta regulación es esencial para la vida de la mosca. #MoscaGen

Los embriones de mosca están protegidos por una cápsula. Hay una hormona que induce la eclosión (rotura de la cápsula) que hace que las larvas puedan salir.

Las mutantes amontillado se quedan encerradas vivas ya que no se produce la hormona.

Ojo! Viene SPOILER! #MoscaGen

La larva se queda encerrada viva dentro del "huevo", algo parecido a lo que le pasó al protagonista del relato de Poe: "El barril de amontillado". Le emparedaron vivo en una bodega.

Y es que además de frikis, la gente que trabaja con moscas puede ser muy tétrica. #MoscaGen

Y bueno, pues nosotros tenemos al ortólogo de Amontillado, que se llama PCSK2 y es una proteína que también se encarga de regular hormonas. Cuando PCSK2 no funciona bien puede dar problemas de corazón o causar diabetes tipo II.

#CienciaBásica al rescate! #MoscaGen

11. arc. Otro #MoscaGen descubierto por el equipo de Morgan (1919).

arc es el primer gen descrito cuyo nombre empieza por "a", y por eso se quedó con esa abreviatura de una sola letra. Conforme se fueron descubriendo nuevos genes se fueron usando abreviaturas de 2, 3 o 4 letras

Las moscas mutantes arc tienen las alas redondeadas y arqueadas de forma convexa. También sus ojos son redondeados.

Se sabe muy poco de su función. Se asocia a moléculas de adhesión y podría regular su acción. Esto podría explicar el fenotipo del ala curvada.

arc es de esos raros genes de Drosophila que no tiene homólogos directos en mamíferos… Porque por muy buen modelo que la mosca pueda ser para la Biomedicina, esto también puede pasar.

Aún así habrá que quererle… como a los otros #MoscaGen

12. rosy. El #MoscaGen de hoy es de la categoría #Colores, el color rosado. Os cuento la utilidad de rosy pero con un poco de historia detrás y una mujer clave en ciencia.

¿Cómo se ha ido avanzando en la generación de mutantes hasta llegar al, hoy día, todopoderoso #CRISPR?

Las primeros #Moscagen descritos estaban asociados a mutaciones espontáneas. Más tarde se vio que tratando las moscas con radiación ionizante (Rayos-X) era posible aumentar el número de mutaciones y por tanto de nuevos genes encontrados.

En los años 80s se introdujo el uso de la generación de mutaciones mediante sustancias químicas. Éstas tenían la ventaja de que se ponían en la comida de las moscas y producían alteraciones en el ADN. Este método permitió grandes avances de los que ya hablaré.

Todos los casos anteriores tenían en común que no había forma de "elegir" que gen se iba a mutar. Tanto las mutaciones esporádicas como las inducidas ocurren al azar. Estaba claro que sería muy útil dirigir las mutaciones. Elegir un gen diana y causar una alteración en él.

En los años 90s, con el auge de las técnicas de biología molecular se incorporó un sistema más eficaz para intentar mutar un gen diana. Este sistema se basaba en unas secuencias de ADN móviles que podían saltar dentro del genoma, de un sitio a otro: los transposones.

Los transposones habían sido descubiertos por la gran Bárbara McClintock en los años 40s-50s. Lamentablemente, sus trabajos con la planta del maíz no fueron ampliamente reconocidos por la comunidad científica hasta los años 70s. McClintock decidió, incluso, dejar de publicar.

Poco a poco otros laboratorios publicaron investigaciones relacionadas con la regulación génica que apoyaban los trabajos de McClintock. Al menos, el gran agravio contra McClintock fue rectificado, en parte, al concederle el premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1983.

NOTA: Si os quedáis con las ganas de saber más sobre los transposones os dejo aquí esta charla de mi amigo @waltzing_piglet en el evento @Naukas_com de 2017: Los trapecistas del genoma.

culturacientifica.com/2017/12/16/nau…

Pero volvamos a la #MoscaGen. Las moscas tienen sus propios elementos móviles que se sitúan en diferentes partes del genoma. Los elementos móviles cuando “saltaban” podían provocar pérdidas de secuencias del ADN a su alrededor: mutaciones en una región concreta, el gen diana.

Es decir, si había un transposon cerca de un gen que nos interesara, se podía hacer "saltar" esperando que provocara una mutación.

Sin entrar en detalles, estas perdidas de ADN ocurrían en un % muy muy bajo y era extremadamente difícil saber cuándo afectaban al #MoscaGen diana.

Para reconocer cuando había habido éxito, se diseñaron nuevos transposones. rosy servía de chivato. El sistema hacía que un salto con buenas opciones de haber mutado el gen diana provocara que el ojo de la mosca cambiara de color WT al del mutante rosy.

Los colores:

Imaginad intentar encontrar entre cientos (miles… o decenas de miles) de moscas, una que tenga ese tono diferente… Complicado, pero se avanzó mucho con esta herramienta.

(me tocó hacerlo al principio de mi tesis, encontré un cierto número de genes, en concreto el número “0”)

Menos mal que la #CienciaBásica facilitó que se diseñaran mejores métodos… otras técnicas hasta el culmen de la precisión con #CRISPR. Pero hay que agradecer todo el tiempo que se ha ganado gracias a McClintock, y a mucha gente mirando a los ojos a millones de moscas #MoscaGen